zasad pisania sprawozdzań

Zasady pisania sprawozdań
Michał Urbański
1. Treść sprawozdania z wykonanych badań
Sprawozdanie studenckie jest sprawozdaniem z wykonanych badań i powinno być napisane w
formie podobnej do artykułu naukowego lub raportu z badań.
Sprawozdanie powinno składać się z następujących części
1) Wstęp opisujący przedmiot badań i cel badań.
2) Podstawy teoretyczne przedstawiające w skrócie wiedzę na temat obserwowanego zjawiska, najważniejsze wzory i ich uzasadnienie (nie należy przepisywać instrukcji)
3) Metoda obserwacji zjawiska - metoda badawcza, opis aparatury, zasady pomiaru, obiekt
badań, użyte materiały.
4) Wyniki pomiarów, tabele i wykresy.
5) Opracowanie pomiarów, statystyki, obliczenia, interpretacja
6) Analiza niepewności.
7) Wnioski i podsumowanie: krótki opis celu badań i w jaki sposób został zrealizowany oraz
wnioski do dalszych badań. Należy podać główne źródła niepewności (podać największe
składowe), zaproponować metody zwiększenia dokładności. Porównać z teorią i danymi
literaturowymi
8) Wykaz literatury użytej przy opracowaniu sprawozdania.
Poniżej podamy w skrócie co powinny zawierać poszczególne rozdziały.
1.1. Wstęp
We wstępie należy krótko opisać badane zjawisko (przedmiot badań) oraz cel badań czyli tezę
jaką chcemy sprawdzić.
Przykład 1. Jeśli przedmiotem badań jest wahadło matematyczne to celem może być sprawdzenie, czy zależność okresu od długości i od kąta wychylenia uzyskane w doświadczeniu zgodne
są z teorią. Celem też może być sprawdzenie, czy ruch wahadła jest okresowy czyli czy okres
zmienia się przy kolejnych wahnięciach.
1.2. Teoria
Rozdział ten poświęcony jest podstawom teoretycznym badanego zjawiska. Powinien zawierać
opis zjawiska, model matematyczny (teoria zapisana wzorami) i tezę weryfikowaną w eksperymencie. Nie należy przepisywać (a tym bardziej kopiować) z instrukcji całej teorii. Należy
podać założenia modelu matematycznego i końcowy wynik przekształceń. Należy omówić czynniki, które mogą wpływać na przebieg eksperymentu. Można połączyć ten rozdział ze wstępem.
1
Przykład 2. W ćwiczeniu polegającym na badaniu wahadła matematycznego należy podać
założenia: ruch ciała jest po okręgu w jednorodnym polu grawitacyjnym. Oznacza to, że nić jest
nierozciągliwa i zawieszona w punkcie, który nie porusza się. Zakłada się też, że ruch odbywa się
w jednej płaszczyźnie i nie nie ma oporów ruchu. Ruch opisujemy równaniem Newtona, które
należy zapisać, podać metodę rozwiązania i wynik (równanie końcowe). Wzór okres drgań wahadła matematycznego ma postać szeregu, należy podać tyle wyrazów szeregu ile jest niezbędne
do analizy wyniku.
1.3. Metoda pomiarowa, materiały, aparatura
Rozdział ten powinien zawierać wszystkie informacje potrzebna do pełnego otworzenia tego co
zostało wykonane w eksperymencie. powinien być napisany tak aby inny student, który nie
widział stanowiska mógł odtworzyć pomiary.
W sprawozdaniu należy zawrzeć:
1) Opis układu, którego się używało z podaniem schematów. Podajemy wszystkie wykorzystane elementy, które mają znaczenie. Należy własnoręcznie narysować schemat układu
pomiarowego zgodnie z rzeczywistym układem pomiarowym.
2) Opis badanego obiektu z możliwie dokładnymi szczegółami.
3) Spis stosowanego sprzętu z podaniem: typu (np. Woltomierz, Termometr, kulki metalowe), modelu (jeśli istnieje), producenta (jeśli dysponujemy takimi danymi), i wszystkie
informacje unikalne (np. średnica kulek, rodzaj materiału itp.).
4) Informacje o warunkach w których przeprowadzany jest eksperyment, np. temperatura,
ciśnienia otoczenia, pogoda. Czasem trzeba podać lokalizację: lokalizację geograficzną lub
urbanistyczną, np. laboratorium, pokój, ulica, pole itp. Szczególnie należy opisać czynniki
zakłócające pomiar np. wpływ pola sieci energetycznej, otwartego okna, złego kontaktu
przewodów, dziwnego zachowania się przyrządów itp.
5) Opis metody pomiarowej: należy podać wielkości mierzone bezpośrednio i jakie wielkości
fizyczne wyznacza się na podstawie wielkości zmierzonych (podać wzory lub odnośnik do
wzorów zacytowanych w rozdziale poświęconym teorii). Opisać należy zasadę pomiaru.
Przykładem jest pomiar lepkość na podstawie pomiaru czasu spadania kulki, drogi jaką
przebyła, masy, gęstości cieczy itp..
W przypadku gdy metoda jest skomplikowana, można podać algorytm postępowania.
6) Jeżeli korzysta się z oprogramowania komputerowego (obliczenia, wykresy, edycja) należy
podać jego nazwę programu i wersję.
1.4. Wyniki pomiarów
W tym rozdziale należy w przedstawić wyniki pomiarów w postaci tabel i wykresów. Należy
też opisać wszelkie zjawiska nieporządane zaobserwowane podczas eksperymentu.
Przykład 3. Jeśli przyrząd pomiarowy nie był wyzerowany (nie pokazywał zera gdy nie ma
sygnału - np.napięcia) lub wskazania wahały się z nieznanych powodów należy to opisać z
podaniem wartości przesunięcia względem zera (z opisem zakresy pomiarowego) a także podać
zakres obserwowanych wahań.
Wyniki pomiarów należy przedstawić w tabeli oraz w postaci wykresów. Tabele powinny
zawierać nagłówek, opis zmiennych (danych), jednostki. Wykres powinien zawierać podpis, opis
osi i jednostki.
1.5. Opracowanie wyników pomiaru (prezentacja wyników)
W tym rozdziale (może być połączony z rozdziałem „wyniki pomiarów”) należy wyznaczyć
wielkości wyliczane z danych pomiarowych na podstawie wzorów definiujących te wielkości.
Jeśli do wyznaczenia wielkości docelowej wykorzystujemy metodę najmniejszych kwadratów
należy opisać szczegóły obliczeń (program, wzory). Konieczne jest przedyskutowanie zgodności
wyników pomiarów z przewidywaniami teoretycznymi.
Jeśli wynikiem pomiarów jest parametr materiałowy należy poszukać danych w tabelach
właściwości materiałów (można szukać w internecie) i przedyskutować pytanie czy w granicach
niepewności wynik jest ten sam, a jeśli inny to przedyskutować przyczyny tego faktu.
Przykład 4. Jeśli wyznaczamy lepkość gliceryny to poszukać danych tablicowych (czyli wyników pomiarów uzyskanych w profesjonalnych laboratoriach - nie nazywać takich wyników
„teorią”), należy przy tym zauważyć, że lepkość zależy od temperatury i zawartości wody w
glicerynie.
Wynik liczbowy uzyskany w eksperymencie musi być zapisany z niepewnością. Zgodnie z
zasadami ISO opublikowanymi w przewodniku oznaczania niepewności [1] niepewność powinna
być podana jako niepewność standardowa czyli wartość estymatora odchylenia standardowego.
1.6. Analiza niepewności
Niezbędne jest wyznaczenie niepewności wszystkich wyznaczonych wielkości. Należy wymienić
wszystkie uwzględnione źródła błędów, a także podać ewentualne źródła błędów których nie
potrafi autor opisać ilościowo. Należy podać źródła szacowania niepewności, np. dane aparaturowe na podstawie instrukcji przyrządu. W przypadku gdy nie ma możliwości ilościowego
oszacowania pewnego źródła błędów podać metodę jaką należało by użyć do oszacowania takiej
składowej niepewności. Jeśli wyznaczamy niepewność złożona należy podać wartości liczbowe
poszczególnych składników. Ustalić składowe największe i najmniejsze.
Przykład 5. Jeśli mierzymy czas stoperem jest składowa nazywana „czynnik ludzki”. należy
określić ten czynnik (np. refleks) i podać propozycję wyznaczenia wielkości tego czynnika.
Rozdział ten można połączyć z rozdziałem analizującym wyniki pomiarów.
1.7. Wnioski i podsumowanie
Zawsze należy podać na zakończenie podsumowanie, które zawiera krótkie streszczenie: co zmierzono, w jaki sposób i co uzyskano.
Elementy wniosków jakie powinno się uwzględnić:
1) Czy cel ćwiczenia został osiągnięty, w jakim stopniu teoria jest zgodna z doświadczaniem,
czy wyniki pomiarów odbiegają od teorii lub danych tablicowych w stopniu większym niż
granice wyznaczone przez niepewności.
Omówienie wykonanego eksperymentu powinno być krytyczną dyskusją zawierająca wątpliwości autorów i omówienie trudności jakie wystąpiły podczas pomiarów.
2) Podać dalsze badania jakie powinno się przeprowadzić aby lepiej poznać zjawisko czy też
wyjaśnić wątpliwości.
3) Wymienić najważniejsze czynniki decydujące o niepewności (największy składnik)
4) Wszystkie stwierdzenia powinny być konkretne, odnosić się do omawianego eksperymentu
i powinny być uzasadnione. Nie należy umieszczać zdań ogólnikowych typu „cel eksperymentu został osiągnięty” lub „źródłem błędów był czynnik ludzki”. Czynnik ludzki
występuje zawsze, zadaniem autora eksperymentu jest oszacowanie wielkości niepewności
spowodowanej ograniczonymi umiejętnościami i ograniczeniami zmysłowymi eksperymentatora.
1.8. Literatura
Należy podać publikacje, z których się korzystało, w tym materiały internetowe.
Pozycje literaturowe powinny być numerowane, w tekście należy w odpowiednim miejscu
cytować powołanie na odpowiednią pozycję podając numer pozycji w nawiasie kwadratowym,
np. pozycja [1] i w przypadku książek podać numer strony lub rozdziału.
Literaturę należy pisać podając autora, nazwę pozycji (tytuł książki, tytuł artykułu, nazwa
strony internetowej), wydawnictwo, rok wydania.
2. Zasady redakcji sprawozdania
2.1. Nagłówek i tytuł
Nagłówek powinien zawierać informacje: autorów, nr zespołu, data wykonania ćwiczenia, wydział, miejsce na oceny. Nagłówek musi być zgodny z pieczątką. Tytuł powinien być zgodny z
instrukcją, podać należy też nr. ćwiczenia (zgodnie ze spisem laboratoryjnym)
2.2. Styl
Teksty naukowe zazwyczaj pisze się bezosobowo. W pierwszej osobie piszemy gdy należy podkreślić, że to co zostało wykonane i napisane zależy w sposób istotny od poglądów autora
pracy.
Styl powinien być prosty, bez ozdobników wyrażających emocje i zdań ogólnikowych nie
wnoszących nic merytorycznego do pracy. Sprawozdanie nie jest tekstem ani propagandowym
ani poetyckim. Nie należy opisywać historii odkryć naukowych i życiorysów wielkich fizyków
nawet jeśli prowadzący o tym wspomni.
2.3. Wzory
Wzory należy numerować. Wzory można pisać ręcznie (najlepszym procesorem tekstu do pisania
wzorów jest LaTeX) nie wolno wzorów kopiować z innych dokumentów. Należy pisać tylko
te wzory które są niezbędne do wyjaśnienia badanego zjawiska i do opracowania wyników
pomiarów.
Wzory powinny być centrowane i należy je ponumerować tak aby można na nie powoływać
się w tekście Numeracja powinna być ciągła w całym sprawozdaniu (nie numerować osobno
wzorów w każdym rozdziale), numer należy umieścić w nawiasie okrągłym).
2.4. Wyniki pomiarów, tabele
Wyniki pomiarów należy podać w tabeli. Tabela powinna mieć nagłówek z numerem tabeli
(tabela.nr.) i tytułem informującym co jest w tabeli. Tytuł powinien zawierać informację kom-
pletną tak aby nie trzeba było szukać opisu w tekście. Nie należy pisać nazw „seria 1” a podać
np. „dla zakresu pomiaru do 1V”.
Tabele należy tak zorganizować aby nie zajmowały zbyt dużej ilości stron i nie miały zbyt
dużej ilości pustych miejsc.
Zapis liczb będących wynikiem pomiaru lub wyznaczonych z danych pomiarowych powinien
mieć postać „liczba(niepewność)” lub „liczba± niepewność”. Zapis z nawiasem częściej używany
jest gdy podajemy niepewność standardową, a zapis z „±” gdy podajemy błąd graniczny. Normy
dopuszczają zapis w postaci „±” dla niepewności standardowej, ale warto zapisać w tekście jaką
niepewność podano.
Trzeba pamiętać, że wszystkie wielkości fizyczna mają jednostki i zawsze trzeba zapisać
wynik z odpowiednią jednostką. Należy podawać jednostki w układzie SI, używać zapisu naukowego (liczba 10n ) i wykorzystywać przedrostki typu µ, m, itp (mikro, mili,...).
2.5. Wykresy
Wyniki pomiarów należy przedstawić na wykresach. Wykres powinien zawierać:
1) opisane osie z jednostkami, w formacie: „wielkość zmierzona / jednostka”, np. „napięcie
na oporniku / V” (jednostek nie należy podać w nawiasach kwadratowych, można użyć
nawiasy okrągłe, np.: napięcie (V))
2) punkty pomiarowe zaznaczone przy pomocy słupków błędów. Ponieważ znamy tylko wartości w punktach pomiarowych to nie należy łączyć punktów pomiarowych żadną krzywą,
krzywą łączy się tylko wykres zadany wzorem (teoria, aproksymacja metodą najmniejszych kwadratów).
3) krzywe teoretyczne uzyskane z modelu teoretycznego lub aproksymacji metodą najmniejszych kwadratów. W przypadku kilku krzywych należy unikać oznaczania krzywych kolorami, raczej należy użyć linie kreskowane (kropkowane) itd.
4) w przypadku kilku rodzajów danych pomiarowych (serii pomiarowych) należy raczej użyć
różnych znaków a nie kolorów do odróżnienia serii pomiarowych. Unikać wykresów i zdjęć
kolorowych głównie ze względu na koszt dobrego wydruku (zła jakość kolorów czyni wykresy nieczytelnymi).
5) Każdy rysunek musi mieć podpis zawierający numer (rys.nr.) i opis informujący o tym co
jest na rysunku. Opis powinien być taki aby nie trzeba było szukać w tekście informacji
o tym co jest na rysunku. Należy unikać opisów typu „seria x”
6) nie należy używać tła (usunąć tło z opcji rysunku) ponieważ zaciemnia to rysunek i
zwiększa zużycie tuszu. Jeśli poprawia to czytelność należy umieścić linie siatki (ale nie
za gęsto).
7) wszystkie wykresy z danymi liczbowymi muszą być w opcji XY.
Rysunki powinny być tak zorganizowane aby istotna część wykresu wnosząca informację o
wynikach zajmowała większą część powierzchni wykresu. Np. Jeśli wyniki pomiarów zawarte
są w przedziale zmiennej „x” w wąskim obszarze danych (przedział [a, b]) to należy ustawić
obszar wykresu tak aby zawierał te dane a nie puste miejsce w obszarze od zera do a. Z drugiej
strony wykres nie może być za mały. Jeśli np wykres dotyczy krzywej rezonansowej ro należy
na osi częstotliwości umieścić jedynie ten zakres częstotliwości dla których wykonano pomiary
jednocześnie rysunek powinien być na tyle duży aby graficznie można było pokazać konstrukcję
szerokości połówkowej.
3. Format strony i tekstu
1) Tekst powinien być podzielony na rozdziały, można wprowadzić własny podział łącząc
punkty podane w rozdziale 1, ale wszystkie elementy pracy muszą być zawarte. Można
użyć podrozdziały.
2) strony należy ponumerować
3) Należy użyć czcionki rozmiaru 12p (p-punkt typograficzny, 1p=0,3759mm) z interlinią
1,1 lub 1,2.
4. Prawo autorskie
Sprawozdanie jest utworem autorskim na prawach rękopisu i podlega prawu autorskiemu, podobnie jak wszystkie utwory, w tym opublikowane w internecie czy też dowolny rękopis (np.
sprawozdanie innego studenta).
Prawo autorskie (copywrite) dotyczy kopiowania tekstu, wzorów, rysunków i zdjęć oraz
użytkowania programów i edytorów.
Cały dokument powinien być autorski i tylko taki może podlegać ocenie przez prowadzącego
zajęcia. Nie wolno kopiować nic z instrukcji, z internetu i podręczników. Nie wolno umieszczać
fragmentów napisanych przez innych studentów nawet jeśli wyrazili na to zgodę. Każdy przekopiowany fragment wymaga pisemnej zgody autora. Wszystkie schematy należy narysować
samodzielnie (nawet jeśli są w instrukcji), podobnie wzory muszą być zapisane samodzielnie
mimo, że są to ogólnie znane formuły.
Nie podlegają prawu autorskiemu w tym sensie prawa przyrody, idee, koncepcje, ale wykorzystując je należy podawać źródła informacji. Prawo zabrania kopiowania dosłownego (COPYWRITE), można korzystać z wiedzy (tu może ingerować prawo patentowe ale nie dotyczy
ono praw przyrody) ale należy podać źródła w spisie literatury.
Literatura
[1] Wyrażanie niepewności pomiaru. Przewodnik., Główny Urząd Miar, Warszawa, 1999. dokument angielski:
http://www.bipm.org/en/publications/guides/gum.html